KA En­er­gie­um­wand­lung-En­er­gie­er­hal­tung A

Zur Spei­che­rung zeit­wei­li­ger Über­schüs­se von Solar- und Wind­strom gibt es die Idee,  
Lage­energie­speicher zu bauen, bei denen sich große Stein­zy­lin­der als Spei­cher­mas­se
auf und ab be­we­gen.

1. Er­läu­te­re zwei Grün­de, warum auf einer be­stimm­ten Land­flä­che (z. B. 500 m x 500 m) in einem sol­chen Stein­spei­cher deut­lich mehr En­er­gie ge­spei­chert wer­den kann als in einem Pump­spei­cher­see.

2. Er­klä­re, warum  die Spei­che­rung einer be­stimm­ten En­er­gie­men­ge bei sol­chen Lage­energiespeichern dra­ma­tisch bil­li­ger wird, wenn das Maß d grö­ßer wird?

Gra­fik: Josef Fogls­zin­ger

3. Er­gän­ze die fol­gen­de Ta­bel­le.
(7 mög­lich - 6 ver­langt)

Bei einem La­ge­ener­gie­spei­cher wür­den im da­zu­ge­hö­ri­gen Kraft­werk meh­re­re große Tur­bi­nen und Ge­ne­ra­to­ren zum Ein­satz kom­men. Für die War­tung und Re­pa­ra­tur eines Fran­cis-Tur­bi­nen-Lauf­ra­des (d = 12 m, h = 6 m, m = 271 Ton­nen) müss­te die­ses aus dem Tur­bi­nen­schacht her­aus um 22 m hoch ge­ho­ben wer­den.

4. Be­rech­ne für das Hoch­he­ben des Tur­bi­nen­lauf­ra­des (Daten siehe oben) die zu­ge­führ­te La­ge­ener­gie WL auf 0,1 MNm genau. (~60 MNm)

5. Da in dem Kraft­werk wei­te­re Tur­bi­nen lau­fen, ist immer ge­nü­gend Strom zum Be­trieb des fest ein­ge­bau­ten Hal­len­kra­nes da. Wie­viel kWh an elek­tri­scher En­er­gie ver­braucht die­ser beim Hoch­he­ben des Tur­bi­nen­lauf­ra­des, wenn durch Ver­lus­te im Motor, Rei­bung in den Seil­rol­len usw. 43 Pro­zent der ein­ge­setz­ten En­er­gie ver­lo­ren­geht? Be­rech­ne auf ganze kWh genau. (~ 15 - 20 kWh)

(Jede Auf­ga­be 6 P → 30 P)

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5_t­g10_k.a._en­er­gie­um­wand­lung-en­er­gie­er­hal­tun­g_a [pdf][225 KB]

Wei­ter zu

Lö­sung